Kuliah UV Lengkap

8/19/2019 Kuliah UV Lengkap

1/48

Uv-vis spektroskopi

1


2/48

2

Bentuk spektra

• Atom menghasilkan garis penyerapan yang tajam dan diskrit• Molekul memiliki banyak model vibrasi dan rotasi pada suhu kamar.

Tingkat energi rotasi dan vibrasi dapat mengalami tumpang tindih pada

tingkat energi elektronik• transisi elektron dapat terjadi dari keadaan vibrasi dan rotasi dari satu

tingkat elektronik menuju salah satu dari beberapa keadaan vibrasi dan

rotasi dari tingkat elektronik yang lebih tinggi.


3/48

!engan demikian " spektrum U# molekul terdiri dari

pita lebar penyerapan berpusat di dekat panjang

gelombang transisi utama


4/48

4

UV-Visible Spectrum : 200 nm – 700 nm

Most organic molecules and functional groups aretransparent in the Ultraviolet and Visible portions of theelectromagnetic spectrum.

UV-Visible Spectroscop

$

%

%$

$%

%

%

$%

$%%%

$%

!en"ena#transparanglu$osa#transparan


5/48

&&


6/48

''

%adiation in the range 200nm – 700nm causes valenceelectrons &those that participate in bonding' to be e(cited to

a higher energ level.)he ground state of an organic molecule can contain valenceelectrons in three principal tpes of molecular orbitals:

&sigma'

π &pi'

* &non-bonding'

+::+

:,:

+

+ : Sigma / pi bonds have

antibonding orbitals

associated ith them

σ1 / π1


7/48

((

Spe$tros$opi UV-Vis absorpsi memili$i penggunaan gterbatas

ada spe$tros$opi uv-vis3 transisi ang ter4adi setelahpenerapan energi aitu ele$tron tere$sitasi menu4u $e

orbital energi ang lebih tinggi ang ada pada ting$atenergi ele$troni$ ele$tron valensi

5eti$a mole$ul menerap cahaa pada pan4anggelombang terpan4ang3 ele$tron valensi tere$sitasi dariorbital mole$ul terisi tertinggi &,M,' $e orbital mole$ul

$osong terendah &6UM,'

UV-Visible Spectroscop


8/48

)


9/48

*

+nergy Transition +,amples

n →

π

1 in carbonl compounds

n →

σ

1 in o(gen3 nitrogen3 sulfur3 and halogen compoundsπ

→

π

1 in al$enes3 al$nes3 carbonl and a"o compounds

σ

→

π

1 in carbonl compounds

σ → σ1 in al$anes

7 n c r e a s i n g

8 n e r g

σ1π1

n

π

σ

9ntibonding &single bonds'9ntibonding &double bonds'

*onbonding &as in lone electron

pairs or the propenl &alll' radical

!onding &double bonds'!onding &single bonds'

7 n

c r e a s i n g

8 n e r g

*ote:8lectronic energ levels in aromatic molecules

are more complicated than are presented here.


10/48

11

So.. Uv#vis spe$trum sering disebut spe$tra electroni$

erbedaan energi umum ;0-


11/48

)erminolog UV-Vis

Kromofor : Setiap kelompok atom yang menyerapcahaya dan memiliki elektron yang terlibat dalamtransisi elektronik.

Auksokrom : Sebuah gugus yang memperpanjang

konjugasi kromofor dengan berbagi elektron non-ikatan .

Pergeseran batokromik : Pergeseran penyerapanmenuju panjang gelombang yang lebih panjang .

Pergeseran hipsokromik : Pergeseran penyerapanmenuju panjang gelombang yang lebih pendek.

Efek hiperkromik : Peningkatan intensitaspenyerapan.

Efek hipokromik : Penurunan intensitas penyerapan.11


12/48

Terminologi pergeseran λma

12


13/48

11

Uv#Vis Spe$trofotometer


14/48

11

Ultraviolet # Visual Spectrophotometers Menghasil$an spe$tra absorpsi dengan plot pan4ang

gelombang &nm' dari seluruh Uv#Vis versus absorbansi&9' cahaa pada setiap pan4ang gelombang.

*ote: 9bsorpsi solven dihitung dahulu $emudian secaraele$troni$ di$urangi dari campuran pelarut#sampel

A > log &r # s'

s > ntensit of Sample !eam

r > ntensit of %eference !eam

)he an4ang gelombang absorpsi ma$simum &? ma('diperoleh dari spe$trum absorpsi


15/48

1&1&

contoh 23;-dimethl-23@-he(adiene &in methanol'

Aavelength of Ma(imum 9bsorbance &λma(' – 2@2.; nm

Molar 9bsorptivit &ε

' – B300 M-

cm-

&6ogε

> @.'


16/48

1'1'

+on4ugated sstems sho large values ofε

ε > 000 – 003000 &6og ε > B – ;'

+arbonl compounds sho smaller values ofε

ε > 0 – 00 &6og ε > - 2'

8lectronic8lectronic

StructureStructure

8(ample8(ample )ransition)ransitionλma(ma(

&nm'&nm'

εma(ma( 6og6og ε

nn

π

and nand n

n-butl iodiden-butl iodide

acetoneacetone

nn→

σ

11

nn→

π11

2;72;7

27C27C

@D+ / +>,'&+>+ / +>,'

π →

π

11

nn→

π11

2020

B;B;

3;003;00

@@

@.@.

..

π -- π 3B-butadiene3B-butadiene

3B3;-he(adiene3B3;-he(adiene

π

→

π

11

π

→

π

11

2727

2;D2;D

2300023000

B;3000B;3000

@[email protected]

@.;@.;

aromaticaromaticπ

ben"eneben"ene 9r9rπ

→

π

11

9r9rπ

→

π

11

ca 200ca 200

2;;2;;

D3000D3000

2;2;

B.CB.C

2.B2.B


17/48

1(1(

!ata absorbansi gugus kromo/or !ata absorbansi gugus kromo/or

KromoforKromoforContohContoh

senyawasenyawa λ

maxmax(nm)(nm)

ε

(l mol(l mol-1-1 cmcm-1-1))

C = CC = C 1-Heksena1-Heksena 180 (heptana)180 (heptana) 12 50012 500

C = OC = O AsetonAseton

275275

(Sikloheksana)(Sikloheksana)

190190

(Sikloheksana)(Sikloheksana)

2222

10001000

- N=N -- N=N - Trans-ao!ethanTrans-ao!ethan "#" (air)"#" (air) 2525

C = N-C = N- $%tilpropili!ina $%tilpropili!ina 2"8 (isooktana)2"8 (isooktana) 200200


18/48

1)


19/48

1*

Sistem ta$ 4enuh ter$on4ugasi

Merupa$an mole$ul ang memili$i 2 atau lebih doble bondatau triple bond ang masing-masing terpisah oleh single

bond. Merupa$an spesies ang dapat mendelo$alisasi π bond3

aitu orbital p pada masing-masing atom ang berde$atana$an memprodu$si transisi π → π 1.

ele$tron tunggal seperti dalam alil radi$al&+2>+ +2E'

orbital p $osong seperti pada alil $ation&+2>+ +2

F'

orbital dari double bond ang lain &+2>+ +>+2

Senaa ang mole$ulna berisi beberapa i$atanter$on4ugasi memili$i serapan ma$simum pada pan4anggelombang lebih dari 200 nm3 aitu di $isaran UV.

sistem ter$on4ugasi menerap $uat energi spe$trum


20/48

0engaruh jumlah konjugasi

2


21/48


21


22/48


22


23/48

0engaruh konjugasi

&

∆ & = hυ

λ !a' 12 217 258 29

2


24/48

2


25/48

2&

9l$ene ang rumit dan diena ta$ ter$on4ugasi biasana memili$iabsorpsi ma( G200 nm tida$ mengasorpsi UV

Senaa $arbonil

Senaa dengan i$atan ganda $arbon-o$sigen &$arbonil' menerapcahaa di daerah UV .

roses e$sitasi $arbonil melibat$an pergera$an ele$tron darisalah satu 8! &non-i$atan' $e π 1 orbital i$atan rang$ap $arbon-o$sigen. )ransisi - n → π 1

ele$tron non-i$atan3 seperti ang di $elompo$ $arbonil danbeberapa al$il halida3 a$an menerap di ilaah UV tetapi padaintensitas ang lebih rendah daripada sistem ter$on4ugasi.

penerapan $arbonil dalam UV tida$ memerlu$an $on4ugasitambahan dalam mole$ul.

=i$a mole$ul tida$ menerap energi UV3 ma$a tida$mengandung sistem i$atan ganda ter$on4ugasi atau gugus$arbonil


26/48

Pengaruh p!

2'


27/48

Pengaruh p!

2(


28/48

2)

Analisis struktur dengan U#-#is

Tentukan harga λma,

%itung harga ε Bandingkan harga λma, teoritis dengan

hasil empiris


29/48

2*

oodard-3ieser 4ules /or 5onjugated

!ienes


30/48


31/48

31


32/48

2


33/48


34/48

6atihan7 Tentukan harga λma,

5$2% 5$2%

5$2% 5$2%


35/48

&

AoodardHs %ules for +on4ugated +arbonl

+ompounds


36/48

'


37/48

37

8olvent 9orre9tion


38/48

38


39/48

*


40/48

$


41/48

1

$

$5$5%

8i, member ring 21& nm

+,tended 9onjugation nm

%omo9y9li9 diena 9omponen * nm

γ Alkyl group 1) nm

5al9ulated 2 nm $bserved nm


42/48

2


43/48

43


44/48


45/48

&&

αα-alkil :1; < -alkil :1; <

ββ-alkil :12; , 2 < 2-alkil :12; , 2 < 2

+,o9y9li9 5


46/48

''

8enyaa di baah mempunyai serapan U#-#is8enyaa di baah mempunyai serapan U#-#is

λλ ma, pada 2" 2 dan 2( nm.ma, pada 2" 2 dan 2( nm.

=ang mana senyaa-senyaa tersebut>=ang mana senyaa-senyaa tersebut>


47/48

((

8uatu diena 58uatu diena 51111%%1'1' diperkirakan mempunyai struktur didiperkirakan mempunyai struktur di

baah ini. 8pektra U#-#is mempunyaibaah ini. 8pektra U#-#is mempunyai λλ ma, 2' nmma, 2' nm

dengan A< ")&.dengan A< ")&. a. Apakah struktur tsb betul>a. Apakah struktur tsb betul>

b. Buatlah prediksi struktur yang 9o9okb. Buatlah prediksi struktur yang 9o9ok

dengan data yang diperoleh>dengan data yang diperoleh>

9. ?ika spektra di atas didapat dari pengukuran 9. ?ika spektra di atas didapat dari pengukuran

mg senyaa dlm 2& m6 etanol dg kuvet 1 9mmg senyaa dlm 2& m6 etanol dg kuvet 1 9m

berapaberapa εε ma,.ma,.

5%


48/48

Manakah keton dibaah ini yang mempunyaiManakah keton dibaah ini yang mempunyai

spektra U#-#is denganspektra U#-#is dengan λλ ma, 2'" 2 danma, 2'" 2 dan2&' nm2&' nm

$

$$

Documents

Kuliah UV Lengkap